El disseny dels ponts i les lleis de la física

Golden_Gate_Bridge.jpg Alguns ponts, es fan mirar. El Golden Gate Bridge a San Francisco n’és un cas clar. Fixeu-vos en l’esveltesa del resultat. Compleix perfectament la seva missió sense cap necessitat de reforçar més les seves estructures. És prim i eficaç. El seu disseny és un exemple d’enginyeria sostenible que té en compte factors tan diversos com la càrrega dels vehicles que hi passen, el vent o els terratrèmols.

El dissenyador André Ricard diu que els bons dissenys afegeixen millores que semblen obvies, solucions de sentit comú. És la discreció del que és eficaç. Els bons dissenys han de ser útils i funcionals. Els bons dissenys no caduquen, no canvien amb les modes. No és fàcil millorar el disseny de les tisores, dels clips o de les bicicletes.

Els bons dissenys també són respectuosos amb la natura i amb les lleis de la física. Són funcionals, i alhora estalvien materials i energia. Tenen la bellesa de la simplicitat. Són una prova perdurable de que hem entès les lleis de la Natura i de l’Univers i de que ens hi hem adaptat. En molts cassos, un dels objectius del disseny és aconseguir que la Natura treballi per a nosaltres. I cada cop anem aprenent i ho sabem fer millor, això de que treballi per a nosaltres.

El Golden Gate és un pont penjant. Els dos cables principals que van d’una torre a l’altra serveixen per aguantar tota la part del pont que veiem entre les torres. Ho fan amb els cables verticals que també veieu a la foto. Si suposem que la càrrega de camions i altres vehicles al llarg del pont és uniforme, els dos cables principals adopten la forma d’una catenària. És la forma dels cables de les catenàries dels trens. Catenària deriva de la paraula llatina catenarius (cadena) perquè és la forma que adoptaria una cadena de la mateixa llargada. Tots els cables treballen a tracció, com cal i com ens diuen les lleis de l’estàtica (el pes del pont i de tots els vehicles que hi passen tendeix a estirar tots i cada un dels cables). Però si proveu de fer una maqueta de pont penjant amb dues torres (per exemple, de Lego) i una cadena, veureu que molts cops la cadena fa caure les torres cap al centre. Per això, al Golden Gate i als altres ponts penjants, els cables principals continuen a banda i banda de les torres fins quedar ben ancorats a terra ferma a cada un dels dos extrems del pont. El disseny aconsegueix que tot quedi en equilibri, perquè les forces horitzontals que estiren cada torre cap als seus dos costats s’equilibren entre elles. Les torres acaben només rebent una força resultant vertical que transmeten als seus fonaments (i han de ser prou rígides per evitar possibles efectes de vinclament). Tot plegat és senzill i clar. La mateixa imatge del pont ens explica com treballen i com es transmeten les forces. Si cerqueu imatges d’altres ponts penjants com el de Brooklyn, veureu que les regles de disseny són molt similars. No hi ha dubte que els ponts penjants són bons dissenys, no?. En tot cas, val a dir que el procés real de disseny és més complex, perquè inclou simulacions dinàmiques a més dels càlculs estàtics que hem mencionat. Els ponts han de poder resistir forts vents i fins i tot terratrèmols, i ho aconsegueixen amb flexibilitat, movent-se i adaptant-se a les forces de la natura. Les simulacions per ordinador permeten garantir a priori que el pont podrà assolir aquestes deformacions (i vibracions gegants) sense arribar a un risc de trencament. En els ponts (i en d’altres cassos), cal flexibilitat i capacitat de deformació per poder fer front a les catàstrofes. La rigidesa condueix al trencament.

Els grecs ens van deixar el llegat de la Filosofia i la Ciència. Els romans, després, ens van deixar el Dret i ens van mostrar com ser uns bons enginyers. Van fer magnifiques vies i ponts meravellosos. Molts dels ponts romans han arribat fins als nostres dies. A Salamanca hi ha dos ponts: el pont modernista d’Enric Estevan i el pont romà. Fins fa poc, un senyal a l’entrada del pont obligava els vehicles pesats a passar pel pont romà.

Però no tot són bons dissenys. Segur que recordem molts objectes que han acabat desapareixent del mercat. En el cas dels ponts, passa el mateix. Molts d’ells acaben tenint una vida més aviat curta. El pont de Bushbuckridge a Sud-àfrica va caure en el decurs d’una inspecció, l’any 1989. Un cartell al costat del pont sobre el riu Aragó a Santa Cilia de Jaca explica que les crescudes del riu han afectat molt els pilars de l’antic pont medieval i que l’actual passarel·la és només per a vianants. Però la veritat és que quan hi vaig ser, al juliol de 2011, no hi havia cap passarel·la: una crescuda del riu havia enfonsat el pont.

L’altre dia, un amic expert va ser molt critic amb el pont de l’exposició o de la peineta, dissenyat per Santiago Calatrava i construït a València. Compareu l’esveltesa del pont de la foto del principi d’aquest article amb la que teniu a sota. El disseny del pont de la peineta vol reptar les lleis de la física, amb una estructura de suport lateral i inclinada en forma d’arc, que fa que tota l’amplada del pont quedi en volada. El dissenyador no va voler connectar amb les lleis de la natura. El repte es va traduir en tones de ferro i d’estructures de reforç sota del pont, com es veu a la foto. És massís i contundent, tot i que només ha de salvar una distància de 131 metres, enfront dels 1280 metres del Golden Gate. El pont de la peineta es va pressupostar en 12.6 milions d’euros però va acabar costant 36 milions d’euros. Els dissenys que repten la física acaben pesant més i són molt més cars. En aquest cas, podríem fer la mateixa pregunta que Buckminster Fuller va fer a Norman Foster: Quan pesa el seu edifici, Sr. Foster?

Quan veiem un nou disseny val la pena repetir-nos la pregunta de Buckminster Fuller, no creieu?

Calatrava2.jpg

 

1 comentari

  • Lluís Gil

    08/12/2012 14:23

    Ja que esmentes el pont romà … com està fet de pedres amb junta seca o amb morter de baixa capacitat per resistir traccions; el seu sistema estructural és igual que el del Golden Gate però amb la catenària invertida. És el joc dels miralls. Sobre el pont de la peineta, com altres obres de Calatrava o artistes semblants, l’eficàcia estructural no és el que és busca sinó l’impacte estètic. És tota una altra intencionalitat i debat.

Comenta

*

(*) Camps obligatoris

L'enviament de comentaris implica l'acceptació de les normes d'ús